Mitteleuropa durch assistierte Reproduktion. Erfolgsaussichten verbessern. Seit der Geburt des ersten Retortenbabys

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1 FORTBILDUNG + KONGRESS STERILITÄTSTHERAPIE Reproduktionsmedizin: Aktueller Stand und Zukunft G. Griesinger, A. Schultze-Mosgau, R. Felberbaum, K. Diedrich Etwa die Hälfte der Paare, die sich zu einer reproduktionsmedizinischen Intervention entschließen, bleibt auch nach mehreren Behandlungszyklen kinderlos. Zudem ist die Kinderwunschbehandlung mit gesundheitlichen Risiken und psychischen Belastungen für das Paar sowie beträchtlichen finanziellen Kosten und Folgekosten verbunden. Daher wird eine Optimierung der Sterilitätstherapie unter mehreren Gesichtspunkten angestrebt: Die Eierstockstimulation zur künstlichen Befruchtung soll sicherer, effizienter und kostengünstiger sowie die Erfolgswahrscheinlichkeit der Kinderwunschbehandlung gesteigert bzw. die Inzidenz von Mehrlingsgraviditäten nach künstlicher Befruchtung gesenkt werden. Im Folgenden werden verschiedene klinische Ansätze zur Erreichung dieser Ziele mit Bezug auf das deutsche Embryonenschutzgesetz diskutiert. Der unerfüllte Kinderwunsch wird in den Industriestaaten zunehmend häufiger. Eine der Ursachen liegt in gesellschaftlichen Veränderungen, die das durchschnittliche Alter, in dem Frauen ihre erste Schwangerschaft anstreben, zunehmend ansteigen lässt. Als nachgeordnete Ursache wird eine erhöhte Belastung des Menschen durch verschiedene Umweltfaktoren (Umweltgifte, Stress, Übergewicht, Alkohol-, Nikotin- und Drogenabusus etc.) diskutiert, die die Fruchtbarkeit von Männern und Frauen langfristig vermindern könnte. Problemstellungen und Ziele der Sterilitätstherapie In Deutschland kommt es bei geschätzten 10 % aller Paare mit Kinderwunsch innerhalb eines Jahres zu keiner Schwangerschaft. In den letzten Jahren wurde insgesamt ein zunehmender Bedarf an Kinderwunschbehandlungen registriert. Die Zahl der pro Jahr in Deutschland durchgeführten In-vitro-Fertilisierungsbehandlungen (IVF) beträgt nach aktuellen Daten über Behandlungszyklen. Nach Schätzungen wird bereits eins von 80 Kindern in Mitteleuropa durch assistierte Reproduktion gezeugt. Erfolgsaussichten verbessern Seit der Geburt des ersten Retortenbabys im Jahr 1978 haben die Reproduktionsmedizin und ihr wissenschaftliches Umfeld rasante Fortschritte in den Möglichkeiten der Behandlung ungewollter Kinderlosigkeit gemacht. Beispielsweise ist die Kryokonservierung von Eizellen zur Anlage einer Fertilitätsreserve vor therapeutisch notwendiger Ovarektomie genauso möglich geworden wie die Behandlung von Fällen von Azoospermie durch operative Gewinnung von Spermien aus Hoden oder Nebenhoden und zusätzlicher Anwendung des Mikroinjektionsverfahrens (ICSI) zur IVF. Die Schwangerschaftsrate nach assistierter Reproduktion ist jedoch trotz wesentlicher wissenschaftlicher und klinischer Bemühungen bisher vergleichsweise gering geblieben. Selbst bei Transfer von zwei oder drei Embryonen im Rahmen der IVF-Behandlung liegt die mittlere Konzeptionschance pro Embryotransfer nur wenig über der geschätzten natürlichen Fertilität pro ovulatorischem Zyklus eines normal fertilen Paares (Tab. 1). Nach Daten des deutschen IVF-Registers (DIR) entspricht die mittlere Schwangerschaftsrate pro Embryotransfer unter den restriktiven Bedingungen des deutschen Embryonenschutzgesetzes (EschG) 24 %, die kumulative Schwangerschaftsrate nach vier Behandlungsyzklen %. Umgerechnet auf den einzelnen Embryo bedeutet dies, dass sich lediglich einer von acht bis zehn transferierten Embryonen tatsächlich in die Gebärmutterschleimhaut einnistet und eine Schwangerschaft etabliert. Rate der Mehrlingsschwangerschaften senken Neben der geringen Effizienz ist die Sterilitätsbehandlung mit gesundheitlichen Risiken, psychischen Belastungen, finanziellen Kosten und Folgekosten assoziiert. Vor allem die Risiken der ovariellen Stimulation und die hohe Inzidenz an Mehrlingsschwangerschaften nach IVF-Behandlung stellen eine bedeutende klinische Herausforderung dar. In Deutschland beträgt die Zwillingsin- Schwangerschaftsraten im Vergleich Schwangerschaftsrate % FIVNAT (1999) 26,2 DIR (2000) 25,6 In-vivo-Fertilisation (Lebendgeburtenrate) 22,0 Tab. 1: Mittlere Schwangerschaftsraten nach assistierter Reproduktion im Vergleich zur Lebendgeburtrate nach natürlicher Empfängnis (FIVNAT = Registre national de la FIV en France; DIR = Deutsches IVF-Register). 860 FRAUENARZT 44 (2003) Nr. 8

2 Verbesserung der Schwangerschaftsraten durch Einführung neuer Methoden 40 % Mehrlingsschwangerschaften (%) 35 % 30 % CT Blastozyste 25 % PGD-AS Schwangerschaftsrate (%) assisted hatching 20 % ICSI SUZI 15 % PZD ZIFT Co-Kultur 10 % GIFT Eizellspende 5 % Kryokonservierung IVF 0 % GIFT = intratubarer Gametentransfer ICSI = intrazytoplasmatische Spermieninjektion ZIFT = intratubarer Zygotentransfer PGD-AS = Präimplantationsdiagnostik PZD = partielle Zonadissektion Aneuploidie-Screening SUZI = subzonale Insemination CT = Zytoplasma-Transfer FORTBILDUNG + KONGRESS Abb. 1: Verbesserung der Schwangerschaftsraten durch die Einführung neuer Methoden. (Society for Assisted Reproductive Technology, SART, 2002). Schematische Darstellung der eingesetzten ART-Techniken. zidenz nach Transfer von drei Embryonen in der Gruppe der Sterilitätspatientinnen unter 35 Jahren 28 %, die Drillingsinzidenz 5 %. Bei Ausschöpfung aller verfügbaren technischen Optionen der Sterilitätstherapie werden beispielsweise aus Amerika durchschnittliche Schwangerschaftsraten von 40 % pro Embryotransfer berichtet. Die Mehrlingsrate nach IVF ist dort insgesamt entsprechend auf 39 % erhöht, die Drillingsrate liegt bei 14 % (Abb. 1). Die Inzidenz der perinatalen Mortalität liegt bei Drillingen und Vierlingen bei bzw pro Geburten im Vergleich zu 7 23 pro Einlingsgeburten. Bei Mehrlingskindern ist in vermehrtem Maße mit einer neonatologischen Intensivbehandlung und bleibenden neurologischen und intellektuellen Einschränkung zu rechnen. Die finanziellen Kosten für die medizinische Versorgung einer Drillings- oder Vierlingsgravidität werden in einer amerikanischen Arbeit von Goldfarb et al. aus dem Jahr 1996 mit USD beziffert. Nach Ansicht der Autoren übersteigen die Folgekosten, die durch die medizinische Betreuung von Mehrlingsschwangerschaften verursacht werden, deutlich den finanziellen Aufwand der an sich schon kostenintensiven Primärversorgung infertiler Paare. Komplikationsrisiko vermindern Schließlich ist jede Zyklusstimulation mit Gonadotropinen mit dem Risiko schwerer gesundheitlicher Komplikationen und im Falle eines schweren Überstimulationssyndroms (ovarian hyperstimulation syndrome, OHSS) unter Umständen lebensbedrohlicher Zustände behaftet. Ein schweres, hospitalisierungsbedürftiges OHSS tritt in etwa 0,5 bis 2 % der IVF-Behandlungszyklen auf. Eine Optimierung der FRAUENARZT 44 (2003) Nr

3 FORTBILDUNG + KONGRESS Sterilitätstherapie ist daher unter mehreren Gesichtspunkten gefordert: Steigerung der Behandlungseffizienz, Verringerung der Inzidenz von Mehrlingsgraviditäten, Erhöhung der Sicherheit und Simplifizierung der ovariellen Stimulation und Senkung der Behandlungskosten. Das Ziel der Sterilitätsbehandlung ist die zeitgerechte Erfüllung des Kinderwunsches des infertilen Paares im Sinne der Geburt eines gesunden Kindes. Dieser Artikel ist eine kurze Bestandsaufnahme aktueller therapeutischer Ansätze in der Reproduktionsmedizin. Mitberücksichtigt sind dabei auch Methoden, die zur Zeit in Deutschland verboten sind, die aber teilweise in europäischen Nachbarländern Anwendung finden. Möglichkeiten der Effizienzsteigerung der IVF-Behandlung Die Strategien zur Steigerung der Schwangerschaftsraten nach IVF-Behandlung zielen in zwei Richtungen: Einerseits gilt es, den idealen Embryo, also den Embryo mit dem höchsten Implantationsund Entwicklungspotenzial, zu schaffen und zu identifizieren. Andererseits gilt es, das Endometrium optimal für die Nidation eines Embryos vorzubereiten bzw. den Zeitpunkt der höchsten endometrialen Rezeptivität zu erkennen und für den Embryotransfer zu nutzen. Embryonenauswahl Seit Beginn der In-vitro-Kultivierung menschlicher Embryonen konnten die Kulturbedingungen kontinuierlich verbessert und den In-vivo-Verhältnissen weitestgehend angepasst werden. Die Kultivierung erfolgt unter standardisierten Bedingungen bei 37 C und Begasung mit 5 % CO 2 und 5 21 % O 2. Als Medium für die Eizell- und Embryonenkultur werden heute überwiegend kommerziell erhältliche, gebrauchsfertige und getestete Medien verwendet. Diese enthalten einen Puffer, eine definierte Osmolarität, Serum und die für den Embryo-Metabolismus notwendigen Substrate. Verbesserung der Kulturbedingungen weitgehend ausgereizt In zahlreichen Studien wurde versucht, diese Medien den Erfordernissen einer optimalen embryonalen Entwicklung weiter anzupassen. Dazu zählen die Zugabe von Wachstumfaktoren, Zytokinen und Antioxidanzien zu Kulturmedium und Transferflüssigkeit. Selbst die intravaginale Embryonenkultur, bei der die Entwicklung der fertilisierten Eizellen in einem luftdicht verschlossenen Plastikröhrchen in der Vagina der Patientin erfolgt, wurde versucht. Allerdings konnte sich keine der genannten Innovationen gegenüber den herkömmlichen Kulturbedingungen und Medien im klinischen Alltag durchsetzen. Dies ist auch als Hinweis zu werten, dass das Entwicklungspotenzial eines Embryos nur bis zu einem bestimmten Grad von den herrschenden Umweltbedingungen beeinflusst wird. Unter gleichen Kulturbedingungen kommt es bei 5 10 % der Embryonen auf allen Stufen der Präimplantationsentwicklung zu einem Entwicklungsstopp ( embryonic arrest ). Einschätzung des Entwicklungspotenzials verbessert Erfolgsaussichten Embryonen mit hohem Implantationspotenzial können entsprechend ihrer Entwicklungsgeschwindigkeit und ihres Aussehens identifiziert werden. Morphologische Kriterien, die mit einem so genannten Embryoscore beschrieben werden, sind die Zahl und Beschaffenheit der Blastomeren, deren Fragmentation und Gehalt an Granula sowie die Beschaffenheit und Dicke der Zona pellucida. Vor allem die Entwicklungsgeschwindigkeit, also die Zahl der Blastomeren zu einem bestimmten Zeitpunkt der Embryonalentwicklung, besitzt prädiktiven Wert für eine erfolgreiche Einnistung. Der Embryoscore ist im Ausland Entscheidungsgrundlage für die Auswahl und die Zahl der Embryonen, die transferiert werden sollen, und die Auswahl der Embryonen, die sinnvollerweise kryokonserviert werden sollten. Die Embryonenqualität im Sinne des morphologischen Erscheinungsbildes des Embryos korreliert dabei mit den Schwangerschaftsraten. Daten des deutschen IVF-Registers aus dem Jahr 2001 zeigen, dass bei Transfer von zwei idealen Embryonen mit einer mittleren Schwangerschaftsrate von 32,48 % zu rechnen ist, während bei Transfer von zwei nicht idealen Embryonen die mittlere Schwangerschaftsrate bei 13,35 % liegt. Die mikroskopische Beurteilung der Embryonen erlaubt also einerseits eine individuelle Abschätzung der Wahrscheinlichkeit des Eintritts einer Schwangerschaft und andererseits die Auswahl jener Embryonen, die das höchste Implantantationspotenzial besitzen. Allerdings ist die Beurteilung der Embryonalentwicklung lediglich eine indirekte und ungenaue Methode zur Abschätzung des Entwicklungspotentials eines Embryos. Selbst nach Transfer von idealen Embryonen ist nicht in jedem Fall mit dem Eintritt einer Schwangerschaft zu rechnen. ESchG verbietet Selektion von Embryonen Das im deutschen EschG festgelegte Verbot der Selektion und Schaffung überzähliger Embryonen führt dazu, dass in Deutschland die Selektion für die weitere Embryokultur noch im Stadium der unbefruchteten Eizelle erfolgen muss, da diese nicht als Embryo im Sinne des EschG gilt. Auch an der imprägnierten, unbefruchteten Eizelle kann die Implantationswahrscheinlichkeit durch eine morphologische Beurteilung abgeschätzt wer- 862 FRAUENARZT 44 (2003) Nr. 8

4 den, allerdings sind die Unterschiede im Entwicklungspotenzial einzelner Embryonen in späteren Stadien der Entwicklung besser ersichtlich. Im Verbot der Embryonenselektion dürfte sich auch die in Deutschland vergleichsweise niedrige Schwangerschaftsrate nach IVF-Behandlung im Wesentlichen begründen. Blastozystentransfer Eine umstrittene Extremvariante der Embryonenselektion stellt die Kultivierung des Embryos bis zum Blastozystenstadium am Tag 5/6 der Präimplantationsentwicklung dar. Möglich wurde die Kultivierung menschlicher Embryonen bis zum Stadium der Blastozyste erst durch Entwicklung der so genannten sequenziellen Medien Ende der neunziger Jahre, die den unterschiedlichen metabolischen Bedürfnissen des Embryos in der frühen und der späten Präimplantationsperiode Rechnung tragen. Kritischer Punkt: das Achtzell-Stadium Die Theorie des Blastozystentransfers stützt sich auf die Beobachtung, dass sich Präimplantationsembryonen ohne jede transkriptionelle Aktivität bis zum Achtzell-Stadium entwickeln können. Bis zu diesem Zeitpunkt ist die Embryonalentwicklung abhängig von Proteinen, verschiedenen zytoplasmatischen Faktoren und der Translation von mrns, die mütterlichen Ursprungs ist, also aus der Eizelle stammt. Erst ab dem Achtzell-Stadium erfolgt die Aktivierung des embryonalen Genoms, eine Voraussetzung für die weitere regelrechte Entwicklung und Implantation. Unterbleibt diese Aktivierung, kommt es zum embryonic arrest am Tag 2 bis 3 der Kultur und bei Transfer dieser Embryonen in weiterer Folge zum Implantationsversagen. Studien: Blastozystentransfer vs. Transfer am Tag 3 Einschlusskriterien Scholtes et al., 1996 alle IvF- Patientinnen Gardner et al., 1998 >10 Follikel >12 mm am ST 8 Huisman et al., 2000 alle IvF- Patientinnen Coskun et al., fertilisierte EZ Karaki et al., fertilisierte EZ Um den Erfolg der IVF-Behandlung zu steigern, versucht man, durch Kultivierung bis in das Stadium der Blastozyste jene Embryonen zu identifizieren, die sich über das Achtzell-Stadium hinaus entwickeln können und damit das beste Implantationspotenzial besitzen. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die Selbstelimination durch embryonic arrest von Embryonen vom Tag 2/3 bis zum Tag 5/6 tatsächlich mit dem vererbten Überlebens- und Entwicklungspotenzial des Embryos zusammenhängt und nicht als Konsequenz eines schädigenden Einflusses der Verlängerung der Kultur unter artifiziellen Bedingungen entsteht. Sollte Letzteres allerdings auch nur teilweise der Fall sein, so kann die Blastozystenzüchtung zwar möglicherweise Embryonen identifizieren, die besonders widerstandsfähig sind und ein hohes Implantationspotenzial besitzen, andererseits könnte dies dann aber unter Inkaufnahme eines hohen Verlustes an Embryonen geschehen, die sich nach Transfer am Tag 2 oder 3 Levron et al., Zygoten Utsunomiya et al., 2002 alle IvF- Patientinnen Rienzi et al., 2002 <38 Jahre 8 fertilisierte EZ nach ICSI Transfertag FORTBILDUNG + KONGRESS Patientenzahl Embryonen/ Transfer ,4 2,1 3,7 2,2 1,9 1,9 2,3 2,2 3,5 2,0 3,1 2,3 2,9 3,0 2,0 2,0 SSR ,7 22, ,5 1 18,6 26,3 24, IR ,1 1 50,5 14,4 15,5 21,3 23,8 12,7 1 26,1 38,7 1 20,2 11,7 9, MR = signifikanter Unterschied zum Tag 5 (p<0,05) ST = Stimulationstag; EZ = Eizelle; SSR = Schwangerschaftsrate; IR = Implantationsrate; MR = Mehrlingsrate Tab. 2: Übersicht über randomisierte, prospektive Studien, die den Blastozystentransfer mit dem Transfer am Tag 3 vergleichen. FRAUENARZT 44 (2003) Nr

5 FORTBILDUNG + KONGRESS intrauterin weiterentwickelt hätten, die aber in der verlängerten In-vitro- Kultur arretieren. Datenlage reicht noch nicht aus In retrospektiven Studien konnte mehrfach gezeigt werden, dass sowohl die Implantationsrate als auch die Schwangerschaftsrate nach Blastozystentransfer höher ist als nach Transfer am Tag 3 der embryonalen Entwicklung. Allerdings gibt es nur wenige prospektive, randomisierte Studien, die den Blastozystentransfer mit dem Transfer am Tag 2 oder 3 vergleichen. Diese Studien unterscheiden sich darüber hinaus größtenteils im Studienprotokoll und in den Merkmalen der untersuchten Patientenkollektive, sodass vorerst nur eine inhomogene Datenlage zur Beurteilung des klinischen Stellenwertes des Blastozystentransfers zur Verfügung steht. Auf Basis dieser Datenlage kann nicht für alle Patientinnen von einem positiven Effekt der Blastozystenkultur auf die Schwangerschafts, Implantations- und Mehrlingsraten ausgegangen werden (Tab. 2 auf S. 863). Da die Blastozystenformationsrate im Mittel lediglich bei % liegt, laufen besonders Patientinnen, die nur wenige, gut entwickelte Embryonen produzieren, Gefahr, keinen Embryotransfer zu haben. In einer Studie von Racowsky et al. aus dem Jahr 2000 wurde beispielsweise gezeigt, dass in Zyklen, in denen am Tag 3 kein Achtzell-Embryo zur Verfügung steht, die Schwangerschaftsrate bei Versuch der Blastozystenzüchtung 0 % ist. Bei Transfer am Tag 3 war die Schwangerschaftsrate im gleichen Kollektiv 33,3 %. Verlässliche Beurteilungssysteme müssen entwickelt werden Die Entwicklung entsprechender Beurteilungssysteme zur Vorhersage der Embryonalentwicklung und Blastozystenbildung auf Basis des Alters der Patientin, der Zahl an gewonnenen Eizellen, der Fertilisierungsrate, der Morphologie der Embryonen am Tag 2 oder 3 und der Indikation zur IVF-Behandlung könnte potenziell zur Verbesserung der Effizienz des Blastozystentransfers beitragen. Voraussetzung dafür wäre wiederum die überzeugende Darstellung durch prospektive, randomisierte Studien, die den Transfer eines idealen Embryos am Tag 3 mit dem Transfer einer Blastozyste am Tag 5 vergleichen, dass der Blastozystentransfer dem konventionellen Vorgehen überlegen ist. Entsprechende Studien sollten die Patientinnen vor Behandlungsbeginn randomisieren, um die gewonnenen Daten tatsächlich für alle Patientinnen interpretierbar und vergleichbar zu machen. Der Erfolg des Blastozystentransfers sollte letztendlich an der Relation von der Zahl der Patientinnen, für die ein Blastozystentransfer geplant ist, zur Lebendgeburtrate in diesem Kollektiv gemessen werden. Weitergehende Arbeiten sollten außerdem die Perspektiven der Kryokonservierung von Blastozysten in Betracht ziehen. Obwohl das Einfrieren und Auftauen von Blastozysten durch Vitrifikation technisch möglich geworden ist, ist zu bedenken, dass insgesamt weniger Embryonen am Tag 5 für die Kryokonservierung zur Verfügung stehen, sodass aufgetaute Blastozysten ein deutlich höheres Implantationspotenzial haben müssten, um den nachteiligen Effekt der geringeren Zahl zumindest auszugleichen. Schließlich gibt es Hinweise aus mehreren klinischen Arbeiten auf eine erhöhte Inzidenz an monozygoten Zwillingen wie auch auf eine Verschiebung des Geschlechterverhältnisses zugunsten männlicher Neugeborener nach Transfer von Blastozysten. Auch für diese beiden Beobachtungen fehlen entsprechende Datensammlungen, um eine abschließende Beurteilung zu erlauben. Obwohl die Embryokultur bis zum Tag 5 in Deutschland nach dem ESchG erlaubt ist, ist der Blastozystentransfer in Deutschland keine sinnvolle Option, da lediglich drei Embryonen geschaffen werden dürfen und damit eine Positiv-Auslese durch den Effekt der Selbstselektion von Embryonen in Kultur nicht zum Tragen kommen kann. Präimplantationsdiagnostik und Polkörperdiagnostik zum Ausschluss embryonaler Aneuploidie Der Anteil der Oozyten mit numerischer chromosomaler Aneuploidie an der Gesamtzahl der gewonnenen Eizellen nach ovarieller Stimulation wird in der Literatur in Abhängigkeit des Alters der Frau mit % angegeben. Da mit wenigen Ausnahmen numerische Aneuploidien nicht mit dem Leben vereinbar sind, wird die Ursache für die mit dem Alter abnehmende Fertilität der Frau nicht in uterinen oder hormonellen Veränderungen gesehen, sondern in der Produktion einer höheren Rate an nicht entwicklungsfähigen Eizellen mit steigendem Alter. Auch die durch IVF oder ICSI gezeugten Embryonen weisen in weniger als 35 % einen euploiden Chromosomensatz auf. Interessanterweise konnte gezeigt werden, dass nur ein schwacher Zusammenhang zwischen der Embryomorphologie bzw. Blastozystenbildung und dem chromosomalen Status besteht. Durch genetisches Screening (preimplantation genetic diagnosis aneuploidy screening, PGD-AS) von Embryonen und Polkörpern auf numerische chromosomale Anomalien sollen jene Eizellen und Embryonen identifiziert werden, die keine normale chromosomale Ausstattung besitzen, um diese dann vom Transfer auszuschließen. An einzelnen Blastomeren können inzwischen mittels der Methode der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) bis zu 9 Chromosomen (13, 15, 16, 17, 18, 21, 22, X, Y) untersucht werden. Das PGD-AS soll 864 FRAUENARZT 44 (2003) Nr. 8

6 besonders in der Gruppe der IVF-Patientinnen im fortgeschrittenen Alter oder in der Gruppe der Patientinnen mit mehreren frustranen IVF-Versuchen die Implantationsrate steigern bzw. die Abortrate senken. Ungeklärt: Um wie viel kann ein genetisches Screening die IVF-Erfolgsraten steigern? Obwohl mehrere Arbeitsgruppen eine Steigerung der Implantationsraten nach PGD-AS sowohl an Polkörpern als auch an Blastomeren berichtet haben, ist die klinische Bedeutung des PGD-AS zur Steigerung der Effizienz der IVF-Behandlung bisher umstritten. Geschätzte 5 % der Eizellen und Embryonen werden durch die Biopsie irreversibel geschädigt. Aufgrund der methodischen Schwierigkeiten der FISH-Analyse und der limitierten Zahl an Chromosomen, die untersucht werden können, kommt es immer wieder zu diagnostischen Unsicherheiten und Fehldiagnosen. Einzelne Arbeiten berichten von Fehldiagnosen an bis zu 15 % der untersuchten Zellen, mit einer Tendenz zu vermehrt falsch positiven Befunden. Dies ist besonders von Bedeutung, da die Hauptzielgruppe der PGD-AS, nämlich ältere Patientinnen, insgesamt weniger Eizellen und Embryonen produzieren und die Gefahr der Verwerfung eines normalen Embryos besteht. Auch kann über die Häufigkeit von Fehlbildungen bei den geborenen Kindern aufgrund der geringen Zahl der Geburten nach PGD-AS vorläufig keine genaue Aussage gemacht werden. Die PGD an Blastomeren ist in Deutschland nach dem ESchG verboten, da die Blastomere aufgrund ihrer Totipotenz einem Embryo rechtlich gleichgestellt ist. Allein die genetische Testung von Polkörpern ist in Deutschland zulässig und wird an einigen Zentren durchgeführt. Eine deutsche multizentrische Studie, die den Wert des Polkörperchen-Screenings für den Erfolg der IVF-Behandlung bei Analyse der Chromosomen 13, 16, 18, 21 und 22 evaluieren soll, ist zur Zeit in Vorbereitung. Assisted hatching Die menschliche Eizelle ist von der Zona pellucida (ZP), einer azellulären Hülle, umgeben, deren physiologische Funktion im Rahmen der Befruchtung in der Bindung von Spermien einerseits und dem Verhindern des Eindringens mehrerer Spermien (Polyspermieblock) andererseits besteht. Unmittelbar nach der Befruchtung kommt es zur Zunahme der Zonahärte ( zona hardening ), um letztgenannte Funktion zu gewährleisten und den Embryo während seiner weiteren Präimplantationsentwicklung zu schützen. Erst durch lytische Enzyme (Zonalysine) des Trophoektoderms und/ oder durch die mechanische Expansion der Blastozyste kommt es kurz vor der Implantation zur Ausdünnung und Ruptur der ZP, gefolgt vom Schlüpfen des Embryos. Führt die In-vitro-Kultur zur Zonaverhärtung? Es gibt Hinweise aus mehreren Studien, dass die In-vitro-Kultur von Embryonen und auch die Kryokonservierung zu einer andauernden Zonaverhärtung führen könnten. Darüber hinaus wurde hypothetisiert, dass eine suboptimale In-vitro-Kultur zu einer verminderten Produktion von Zonalysinen führt, sodass trotz Expansion der Blastozyste ein Schlüpfen des Embryos und damit die Einnistung in das Endometrium unterbleibt. Gestützt wird diese Theorie auch durch die Beobachtung, dass Embryonen mit gleichförmig dicker ZP ein schlechteres Implantationspozential besitzen als Embryonen mit wechselnder ZP- Dicke. Abhilfe sollte hier die Technik des assisted hatching (AHA) schaffen, die durch mechanische Eröffnung der ZP dem Embryo vor Embryotransferdas Verlassen seiner Hülle erleichtern soll. Als Techniken wurden die mechanische Eröffnung der ZP mittels einer Glaspipette ( partial zona dissection ) oder eines Laserstrahls sowie das Ätzen eines Loches in die ZP mittels Tyrodscher Lösung ( zona drilling ) berichtet. Die Maximalvariante des AHA ist der Transfer von Embryonen oder Blastozysten, die durch enzymatischen Verdau völlig von ihrer ZP befreit wurden ( zona-free transfer ). Dadurch soll ein Verlust von Blastozysten durch Kollaps des Blastozoels bei erschwertem Schlüpfen verhindert, wie auch ein großflächiger Kontakt des Embryos mit dem Endometrium hergestellt werden. Welche Patientinnen könnten von assisted hatching profitieren? Die klinische Relevanz des AHA ist jedoch umstritten. Prospektive, randomisierte Studien legen nahe, dass für das Gros der Patientinnen durch das AHA kein Vorteil im Hinblick auf die Implantations- und Schwangerschaftsraten zu erwarten ist. Lediglich in selektierten Kollektiven könnte das AHA möglicherweise von Vorteil sein, also z.b. bei Patientinnen mit mehreren vorangegangenen frustranen IVF Versuchen, in denen es trotz Transfers idealer Embryonen nicht zu einer Implantation kam, älteren Patientinnen (>38 Jahre) oder wenn das AHA selektiv an Embryonen mit einer ZP-Dicke von >15 µm durchgeführt wird. Ähnliches gilt für den Blastozystentransfer nach ZP-Entfernung. Auch hierzu gibt es keine Daten, die einen signifikanten Vorteil der Methode bei Anwendung im Gesamtkollektiv belegen. Allerdings gibt es Berichte, dass diese Methode bei Patientinnen mit wiederholten frustranen IVF-Versuchen oder bei Blastozysten schlechter morphologischer Qualität zu einer Steigerung der Implantationsrate führen könnte. Das Implantationsfenster Im Gegensatz zum Wissen um den Präimplantationsembryo, das in den letzten Jahren sprunghaft gewachsen ist, ist wenig über die Voraussetzun- FORTBILDUNG + KONGRESS FRAUENARZT 44 (2003) Nr

7 FORTBILDUNG + KONGRESS gen und Vorgänge der Embryo-Implantation bekannt. Die Zeitspanne des menstruellen Zyklus, in dem die Anheftung und Einnistung der Blastozyste in das Endometrium möglich ist, wird als Implantationsfenster bezeichnet. Voraussetzung für die endometriale Rezeptivität ist die sequenzielle Einwirkung von Östrogen und Progesteron auf das Endometriumepithel. Das Implantationsfenster ist vom Tag 4/5 bis zum Tag 9/10 nach Progesteronwirkung geöffnet, entsprechend den Zyklustagen Eine verminderte endometriale Rezeptivität wird als Hauptursache für die geringen Implantationsraten selbst morphologisch oder chromosomal unauffälliger Embryonen im Rahmen der IVF-Behandlung verantwortlich gemacht. Verschiedene Liganden, Rezeptoren und biochemische Botenstoffe wurden identifiziert, die in das komplexe Geschehen der Embryoimplantation involviert sind. Allerdings gibt es wenige klinische Marker, die die endometriale Rezeptivität charakterisieren und quantifizieren. In klinischen und experimentellen Studien kamen zum Einsatz: die Endometrium-Biopsie, die Östradiol/Progesteron-Serum- Messung, die Bestimmung der Östrogen/Progesteron-Rezeptoren am Endometrium, die sonographische Messung der Endometriumdicke, die Bestimmung von Oberflächenproteinen endometrialer Zellen und die Elektronen-Mikroskopie. Welche Faktoren bestimmen die endometriale Rezeptivität? Auswirkungen der Zahl transferierter Embryonen Zahl der transferierten Schwanger- Mehrlinge Drillinge Embryonen schaftsrate % insgesamt % und höher (%) < Tab. 3: Schwangerschafts- und Mehrlingsraten in Abhängigkeit von der Zahl transferierter Embryonen am Tag 2. Im klinischen Routinebetrieb wird neben der sonographischen Evaluierung des Endometriums (Höhe und Aussehen) dem Östrogen- und Progesteronserumspiegel zum Zeitpunkt der Ovulationsinduktion nach ovarieller Stimulation zur IVF Bedeutung beigemessen. Ursächlich könnten langeinwirkende, hohe Spiegel an Sexualsteroiden, die im Rahmen der kontrollierten ovariellen Überstimulation entstehen, sowie eine vorzeitige Luteinisierung bei hohen LH-Spiegeln in der frühen Follikelphase bei Verwendung des GnRH-Antagonisten- Protokolls für eine vorzeitige, asynchrone Endometrium-Reifung verantwortlich sein und in weiterer Folge die geringe Implantationsrate, respektive hohe Abortrate, nach IVF begründen. Die Charakterisierung von Einflussgrößen auf die endometriale Rezeptivität auf molekularer und klinischer Ebene ist deshalb Gegenstand intensiver Forschung. Im Rahmen einer klinischen Phase-II-Studie wird derzeit beispielsweise untersucht, ob durch die Verabreichung eines für die Einnistung des Embryos entscheidenden Faktors, den r-lif (rekombinanten Leukämie-hemmenden Faktor), eine Verbesserung der Schwangerschaftsraten im Kollektiv der Frauen mit Implantationsversagen erwartet werden kann. Verringerung der Mehrlingsinzidenz nach IVF-Behandlung Die wichtigste Strategie zur Vermeidung von Mehrlingsgraviditäten ist eine Reduktion der Zahl an transferierten Embryonen. Das anzustrebende Ziel ist der elektive Transfer von nur einem Embryo bei Patientinnen mit einem signifikanten Risiko für eine Mehrlingsgravidität. Eine Risikoabschätzung ist nach klinischer Erfahrung einfach nach dem Alter der Patientin, der Ätiologie der Kinderlosigkeit, der Dauer des Kinderwunsches, der Zahl bereits durchgeführter Behandlungszyklen sowie nach der Zahl und Qualität der Embryonen durchführbar. Tabelle 3 zeigt das Verhältnis der Zahl der transferierten Embryonen zur Schwangerschafts- und Mehrlingsrate. ECOSSE testet elektiven Transfer Mehrere randomisierte Studien mit kleinen Fallzahlen haben bereits gezeigt, dass der elektive Transfer eines einzelnen, selektierten Embryos in streng ausgewählten Kollektiven eine Schwangerschaftsrate ermöglicht, die mit der nach Transfer von zwei Embryonen vergleichbar ist bei gleichzeitiger Eliminierung von Mehrlingsschwangerschaften. Allerdings ist die Aussagekraft dieser Studien zu gering, um international nachhaltig ein Umdenken und einen Wechsel zum elektiven Einzel-Embryo-Transfer bei gegebener Indikation zu gewährleisten. Zur Zeit ist deshalb eine große europäische, multizentrische Studie (European Collaborative Selective Single Embryo trial, ECOSSE) in Vorbereitung, die den elektiven Transfer von lediglich einem Embryo im Frischzyklus und in nachfolgenden Kryozyklen mit dem Transfer von zwei Embryonen im Frischzyklus und in nachfolgenden Kryozyklen vergleicht. Als Endparameter sollen außer der Lebendgeburtund der Mehrlingsrate Schwangerschaftskomplikationen, neonatale Morbidität und Mortalität, finanzielle Kosten sowie die Lebensqualität evaluiert werden. 866 FRAUENARZT 44 (2003) Nr. 8

8 Unter den Bedingungen des deutschen ESchG, insbesondere des Verbots der Embryonenselektion, sind Aufwand, Kosten und Belastung, die durch eine IVF-Behandlung entstehen, in Abwägung mit der Erfolgschance nach Transfer eines nicht selektierten Embryos, dem kinderlosen Paar gegenüber nicht zu rechtfertigen. Auch eine Teilnahme eines deutschen IVF-Zentrums an der ECOSSE-Studie muss aufgrund der genannten Restriktionen des ESchG unterbleiben. Perspektiven der ovariellen Stimulation Die Einführung der GnRH-Antagonisten zur Vermeidung eines vorzeitigen LH-Anstiegs im Rahmen der ovariellen Stimulation hat wesentlich zur Vereinfachung und zur Risikosenkung der Ovarstimulation beigetragen. Im Vergleich zur herkömmlichen Stimulation unter Verwendung eines GnRH- Agonisten im langen Protokoll ist die Gesamtdauer der Stimulation und der Gesamtverbrauch an Gonadotropinen bei Verwendung antagonistischer Protokolle geringer. Ob dies auch tatsächlich zu einer Kostensenkung führt, ist bisher umstritten, da einerseits die verfügbaren GnRH-Antagonisten deutlich teurer als die agonistischen Vergleichspräparate, und andererseits die Schwangerschaftsraten in den bisher vorliegenden Studien zu Phase-III-Antagonisten vergleichsweise niedriger sind, sodass eine Kostenevaluierung auf Grundlage der Lebendgeburten anstatt auf Basis des individuellen Behandlungszyklus durchgeführt werden müsste, um eine Beurteilung der Kosteneffizienz zu ermöglichen. Studien werden zeigen, was die GnRH-Antagonisten können Ein bedeutender klinischer Vorteil der GnRH-Antagonisten besteht allerdings in dem vergleichsweise geringeren Risiko der Entwicklung eines ovariellen Überstimulationssyndroms. Weitere Vorteile sind die zyklussynchrone Verabreichung der Gonadotropine und die Vermeidung von Nebenwirkungen und Risiken, die typischerweise nach Verabreichung von GnRH-Agonisten im langen Protokoll auftreten, also die ovarielle Zystenbildung, die Östrogenentzugssymptomatik sowie die mögliche Verabreichung des GnRH-Agonisten in der frühen Schwangerschaft. Jüngste Daten zeigen, dass die Mehrzahl aller IVF- Zyklen in Deutschland nach wie vor unter Verwendung von GnRH-Agonisten durchgeführt wird. Eine Zunahme der Antagonisten-Zyklen ist zu erwarten, sobald entsprechende Studien mit optimierten antagonistischen Stimulationsprotokollen die Gleichwertigkeit von GnRH-Antagonisten und Agonisten im Sinne vergleichbarer Schwangerschaftsraten belegen. Die Zukunft der GnRH-Analoga wird voraussichtlich in patientenfreundlich oral applizierbaren GnRH-Antagonisten und Agonisten sowie in antagonistischen Depot-Präparaten liegen, die die GnRH-Agonisten beispielsweise im ultra long protocol ablösen könnten. Die Zukunft der Gonadotropine liegt sicherlich in der Verwendung von rekombinanten Präparaten. Eine jüngste Innovation ist die Entwicklung von recfsh-depot- Präparaten, die die tägliche Selbstinjektion der Patientin von Gonadotropinen entbehrlich machen könnte. Die Zukunft der Reproduktionsmedizin in Deutschland Mit allen aktuellen Entwicklungen der Reproduktionsmedizin Schritt zu halten, ist selbst für den Experten ausgesprochen schwierig geworden. Enger als in anderen Teilgebieten der Medizin gilt es, den Dialog zwischen dem niedergelassenen Frauenarzt, dem Kliniker und dem Grundlagenforscher voranzutreiben und gemeinsam aktuelle Entwicklungen kritisch zu bewerten. Unsere Patientinnen erwarten, dass neue gesicherte Erkenntnisse schnell in medizinische Maßnahmen einfließen. Angesichts der immer weiter voranschreitenden internationalen Verflechtung der Forschung und dem unbegrenzten Informationsaustausch über das Internet sollten staatliche Regulierungsentscheidungen dabei mit Blick auf die Situation in anderen Industrieländern erfolgen und eine möglichst weitgehende Harmonisierung internationaler Standards angestrebt werden. Das bedeutet, dass sich Deutschland in Kernthemen der Reproduktionsbiologie nicht von der internationalen Forschung lossagen darf, sondern dass der Freiraum für die Austragung sich abzeichnender Wertkonflikte auch in Abgleichung mit dem Ausland gewahrt werden muss. Das dogmatische und forschungsfeindliche deutsche ESchG aus dem Jahre 1990 ist ein denkbar schlechter Maßstab für einen verantwortlichen medizinischen Umgang mit den Optionen der Reproduktionsmedizin und ungeeignet, das Spannungsfeld zwischen ethisch erforderlicher Grenzziehung und einer optimalen Gesundheitsfürsorge der infertilen Frau auszugestalten. Die Zukunft der Reproduktionsmedizin in Deutschland sollte sich in erster Linie an den Bedürfnissen des kinderlosen Paares orientieren. Literatur bei den Verfassern Für die Autoren Prof. Dr. Klaus Diedrich Direktor des Universitäts- Klinikums Schleswig-Hostein Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe Campus Lübeck Ratzeburger Allee 160 D Lübeck Tel. +49 (0) Fax +49 (0) FORTBILDUNG + KONGRESS FRAUENARZT 44 (2003) Nr